[发明专利]一种机器人三维扫描装置及方法

权利要求书

1.一种机器人三维扫描装置,其特征在于：所述三维扫描装置是由六轴机器臂、MEMS扫描振镜激光三维测头、转台和控制器组成；其中MEMS扫描振镜激光三维测头由MEMS测头外壳、相机支撑板、CCD相机、反光镜、镜面、MEMS扫描振镜、准直透镜、非球面透镜和激光器构成，扫描测头安放在六轴机械臂末端。

2.一种机器人三维扫描方法,其特征在于,装置工作时，转台转动M次，转台每次转完后，机器人手臂末端夹持MEMS扫描振镜激光三维测头，移动N个位置，在每个位置处机器手臂保持静止，测头对准被测物体，MEMS扫描振镜激光三维测头进行二维扫描，获取当前测头位置的全场三维点云数据；完成所有测量共进行M*N次扫描，总共得到M*N个三维点云数据，这些数据传输到计算机上对它们进行拼接形成被测物体完整的三维点云，实现物体的高精度、高速度测量。

3.如权利要求书1所述的一种机器人三维扫描装置，其特征在于，所述MEMS扫描振镜激光三维测头由激光器、扫描振镜、相机和滤光片组成，其扫描振镜绕x,y两个轴谐振，谐振由激励信号控制扫描振镜沿x,y轴转动产生，根据偏振片绕x,y两个轴振动的谐振频率不同，生成点激光，线激光以及不同频率的光栅。

4.如权利要求书2所述的一种机器人三维扫描方法，其特征在于，所述的MEMS扫描振镜激光三维测头、转台以及六轴机器臂，这三者的位姿关系由两次标定得出：

(1)MEMS扫描振镜激光三维测头坐标系与六轴机器臂末端坐标系之间的位姿关系由手眼标定法标出；

(2)平面转台中心坐标系与MEMS扫描振镜激光测头坐标系之间的关系由转台中心标定法标出。

5.如权利要求书2所述的一种机器人三维扫描方法，其特征在于，所述的将M*N个点云数据拼接形成完整的被测物体三维点云模型，其中拼接分为三步：

(1)转台单角度多位置拼接；

(2)转台多角度点云拼接；

(3)最后进行ICP优化拼接形成完整的被测物模型。